Procedimiento y aparato para utilizar información de estado de canal en un sistema de comunicación inalámbrica.

Una unidad receptora (150A, 150B) para un sistema de comunicación de múltiple entrada y múltiple salida(MIMO),

que comprende:

una pluralidad de procesadores (154A, 154B) frontales configurados para recibir una pluralidad de señalesa través de una pluralidad de antenas de recepción y para proporcionar símbolos de modulación ( )medios (514, 614) acoplados a la pluralidad de procesadores frontales, para proporcionar símbolos demodulación recibidos según una estimación de características de canal entre una pluralidad de antenas detransmisión y la pluralidad de antenas de recepción utilizadas para la transmisión y símbolos demodulación,en el que los medios para proporcionar símbolos de modulación recibidos comprenden uno de un filtroadaptado (514) o un multiplicador de matriz de coeficiente de ponderación (614);

un multiplicador (516, 616) acoplado a medios para proporcionar símbolos de modulación recibidos, paraproporcionar estimaciones de los símbolos de modulación recibidos que corresponden a lapluralidad de señales transmitidas;

un estimador de calidad de canal (520, 620) acoplado al multiplicador para proporcionar estimaciones yconfigurado para estimar características de una pluralidad de canales de transmisión y proporcionarinformación de estado de canal, CSI, indicativa de las características de canal estimadas; y

un procesador de datos de transmisión (162) configurado para recibir y procesar la CSI para transmisióndesde la unidad receptora.

Procedimiento y aparato para utilizar información de estado de canal en un sistema de comunicación inalámbrica Antecedentes

Campo La presente invención se refiere en general a comunicación de datos, y más específicamente a un procedimiento y aparato novedosos y mejorados para utilizar (total o parcialmente) información de estado de canal para proporcionar un rendimiento mejorado para un sistema de comunicación inalámbrico.

Antecedentes Los sistemas de comunicación inalámbricos se utilizan ampliamente para proporcionar varios tipos de comunicación tales como voz, datos, etc. Estos sistemas pueden basarse en acceso múltiple por división de código (CDMA) , acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) , modulación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) , o algunas otras técnicas de modulación. Los sistemas OFDM pueden proporcionar un alto rendimiento para algunos entornos de canal.

En un sistema de comunicación terrestre (por ejemplo, un sistema celular, un sistema de radiodifusión, un sistema de distribución multicanal multipunto (MMDS) , y otros) , una señal modulada RF de una unidad transmisora puede llegar a una unidad receptora a través de una serie de trayectorias de transmisión. Las características de las trayectorias de transmisión varían normalmente a lo largo del tiempo debido a un número de factores tales como el desvanecimiento y múltiples trayectorias.

Para proporcionar diversidad contra los efectos de trayectorias perjudiciales y mejorar el rendimiento, pueden utilizarse múltiples antenas de transmisión y recepción. Si las trayectorias de transmisión entre las antenas de transmisión y recepción son linealmente independientes (es decir, una transmisión sobre una trayectoria no está formada como una combinación lineal de las transmisiones sobre otras trayectorias) , lo que es en general cierto hasta cierto punto, entonces la probabilidad de recibir correctamente una señal transmitida aumenta a medida que aumenta el número de antenas. En general, la diversidad aumenta y el rendimiento mejora a medida que aumenta el número de antenas de transmisión y recepción.

Un sistema de comunicación de múltiple entrada y múltiple salida (MIMO) utiliza múltiples (NT) antenas de transmisión y múltiples (NR) antenas de recepción para la transmisión de datos. Un canal MIMO puede descomponerse en canales independientes NC, con NC : min { NT , NR }. Cada uno de los NC canales independientes se denomina también como un subcanal espacial del canal MIMO y corresponde a una dimensión. El sistema MIMO puede proporcionar un rendimiento mejorado si se utilizan las dimensionalidades adicionales creadas por las múltiples antenas de transmisión y recepción.

Por lo tanto hay una necesidad en la técnica de técnicas para utilizar información de estado de canal (CSI) para aprovechar las dimensionalidades adicionales creadas por un sistema MIMO para proporcionar un rendimiento de sistema mejorado.

El documento WO98/09381 divulga un sistema de comunicación MIMO que proporciona realimentación de información de estado de canal.

Sumario Los aspectos de la invención tal como se exponen en las reivindicaciones adjuntas proporcionan técnicas para procesar señales recibidas en un sistema de comunicación de múltiple entrada y múltiple salida (MIMO) para recuperar señales transmitidas, y para estimar las características de un canal MIMO. Pueden utilizarse varios esquemas de procesamiento receptores para obtener información de estado de canal (CSI) indicativa de las características de los canales de transmisión utilizados para la transmisión de datos. Entonces la CSI se presenta de vuelta al sistema transmisor y se utiliza para ajustar el procesamiento de señal (por ejemplo, codificación, modulación, etc.) . De esta manera, se consigue un alto rendimiento en base a condiciones de canal determinadas.

Una realización específica de la invención proporciona un procedimiento para transmitir datos desde una unidad transmisora a una unidad receptora en un sistema de comunicación MIMO. Según el procedimiento, en la unidad receptora, se recibe un número de señales a través de una serie de antenas de recepción, comprendiendo la señal recibida desde cada antena de recepción una combinación de una o más señales transmitidas desde la unidad transmisora. Las señales recibidas se procesan (por ejemplo, a través de un esquema de inversión matricial de correlación de canal (CCMI) , un esquema de error cuadrático medio mínimo insesgado (UMMSE) , o algún otro esquema de procesamiento de receptor) para obtener la CSI indicativa de características de una serie de canales de transmisión utilizados para la transmisión de datos. La CSI se codifica y se transmite de vuelta a la unidad transmisora. En la unidad transmisora, se recibe la CSI desde la unidad receptora y se procesan los datos para su transmisión a la unidad receptora en base a en la CSI recibida.

La CSI presentada puede incluir una CSI total o una CSI parcial. La CSI total incluye suficiente caracterización de ancho de banda total (por ejemplo, la amplitud y fase a través del ancho de banda útil) de la trayectoria de propagación entre todos los pares de antenas de transmisión y recepción. La CSI parcial puede incluir, por ejemplo, la relación señal/ruido más interferencia (SNR) de los canales de transmisión. En la unidad transmisora, los datos para cada canal de transmisión pueden codificarse basándose en la estimación de la SNR para el canal de transmisión, y los datos codificados para cada canal de transmisión pueden modularse según un esquema de modulación seleccionado basándose en la estimación de la SNR. Para el procesamiento de la CSI total, los símbolos de modulación también se procesan previamente antes de la transmisión según la CSI recibida.

La invención proporciona un procedimiento y un aparato tal como se describe en las reivindicaciones anexas.

Breve descripción de los dibujos Las características, naturaleza y ventajas de la presente invención serán más evidentes a partir de la descripción detallada expuesta a continuación cuando se toma en conjunción con los dibujos en los que los mismos caracteres de referencia identifican de manera correspondiente en todo el documento y en los que:

la figura 1 es un diagrama de un sistema de comunicación de múltiple entrada y múltiple salida (MIMO) que puede implementar varios aspectos y realizaciones de la invención; las figuras 2A y 2B son diagramas de bloques de una realización de un sistema transmisor MIMO que puede realizar un procesamiento de CSI parcial y procesamiento de CSI total, respectivamente; la figura 3 es un diagrama de bloques de una realización de un sistema transmisor MIMO que utiliza una modulación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) ;

la figura 4 es una diagrama de bloques de una parte de un sistema transmisor MIMO que puede proporcionar un procesamiento diferente para tipos de transmisión diferentes y que también emplea OFDM;

las figuras 5 y 6 son diagramas de bloques de dos realizaciones de un sistema receptor que presenta múltiples (NR) antenas de recepción y que pueden procesar una transmisión de datos basándose en una técnica de inversión matricial de correlación de canal (CCMI) y en un error cuadrático medio mínimo insesgado (UMMSE) , respectivamente;

la figura 7A muestra el rendimiento medio para el sistema MIMO para tres técnicas de procesamiento de receptor y para diferentes valores SNR; y la figura 7B muestra las funciones de distribución de probabilidad acumulativa (CDF) para las tres técnicas de procesamiento de receptor generadas basándose en el histograma de los datos.

Descripción detallada La figura 1 es un diagrama de un sistema 100 de comunicación de múltiple entrada y múltiple salida (MIMO) que puede implementar varios aspectos y realizaciones de la invención. El sistema 100 incluye un primer sistema 110 en comunicación con un segundo sistema 150. El sistema 100 puede funcionar para emplear una combinación de diversidad temporal, frecuencia y antena, (descrita a continuación) para incrementar la eficacia espectral, mejorar el rendimiento, y aumentar la flexibilidad. En un aspecto, el sistema 150 puede funcionar para determinar las características del enlace de comunicación y presentar la información de estado de canal (CSI) de vuelta al sistema 110, y el sistema 110 puede funcionar para ajustar el procesamiento (por ejemplo, codificación y modulación) de los datos que van a transmitirse basándose en la CSI presentada.

En el sistema 110, una fuente 112 de datos proporciona datos (es decir, bits de información) a un procesador 114 de datos de transmisión (TX) , que codifica los datos según... [Seguir leyendo]

1. Una unidad receptora (150A, 150B) para un sistema de comunicación de múltiple entrada y múltiple salida (MIMO) , que comprende:

una pluralidad de procesadores (154A, 154B) frontales configurados para recibir una pluralidad de señales a través de una pluralidad de antenas de recepción y para proporcionar símbolos de modulación ( ) medios (514, 614) acoplados a la pluralidad de procesadores frontales, para proporcionar símbolos de modulación recibidos según una estimación de características de canal entre una pluralidad de antenas de transmisión y la pluralidad de antenas de recepción utilizadas para la transmisión y símbolos demodulación, en el que los medios para proporcionar símbolos de modulación recibidos comprenden uno de un filtro adaptado (514) o un multiplicador de matriz de coeficiente de ponderación (614) ; un multiplicador (516, 616) acoplado a medios para proporcionar símbolos de modulación recibidos, para proporcionar estimaciones de los símbolos de modulación recibidos que corresponden a la pluralidad de señales transmitidas; un estimador de calidad de canal (520, 620) acoplado al multiplicador para proporcionar estimaciones y configurado para estimar características de una pluralidad de canales de transmisión y proporcionar información de estado de canal, CSI, indicativa de las características de canal estimadas; y un procesador de datos de transmisión (162) configurado para recibir y procesar la CSI para transmisión desde la unidad receptora.

2. La unidad receptora de la reivindicación 1, en la que el estimador de calidad de canal está configurado para proporcionar información de estado de canal como estimaciones de relación señal/ruido más interferencias para la pluralidad de canales de transmisión.

3. La unidad receptora de la reivindicación 1, comprende, además, un segundo estimador configurado para deducir una matriz de coeficiente de canal sobre la base de estimaciones de símbolos de modulación, y en el que el multiplicador utiliza una primera matriz deducida de la matriz de coeficientes de canal.

4. La unidad receptora de la reivindicación 1, comprende, además, uno o más elementos de demodulación, estando cada elemento de demodulación configurado para recibir y demodular un flujo respectivo de estimaciones de símbolos de modulación según un esquema de demodulación particular para proporcionar un flujo de símbolos demodulados.

5. La unidad receptora de la reivindicación 1, en el que el estimador de calidad de canal está, además, configurado para generar CSI indicativa de modos propios y valores propios para la pluralidad de canales de transmisión.

6. La unidad receptora de la reivindicación 1, en el que el estimador de calidad de canal está, además, configurado para utilizar un procesamiento de error cuadrático medio mínimo insesgado, UMMSE, para generar la CSI.

7. La unidad receptora de la reivindicación 1, en el que el estimador de calidad de canal está, además, configurado para utilizar un procesamiento de inversión matricial de correlación, CCMI, para generar la CSI.

8. Un procedimiento para procesar señales en una unidad receptora para un sistema de comunicación de múltiple entrada y múltiple salida, MIMO, que comprende:

recibir una pluralidad de señales a través de una pluralidad de antenas de recepción; procesar las señales recibidas para proporcionar símbolos de modulación recibidos; proporcionar símbolos de modulación recibidos sobre la base de una estimación de características de canal entre una pluralidad de antenas de transmisión y la pluralidad de antenas de recepción utilizadas para la transmisión y los símbolos recibidos, estando los símbolos de modulación recibidos proporcionados por uno de un filtro adaptado o de un multiplicador de matriz de coeficientes de ponderación un multiplicador de configurado para proporcionar estimaciones de símbolos de modulación que correponden a la pluralidad de señales transmitidas sobre la base de los símbolos de modulación recibidos; proporcionar información de estado de canal, CSI, indicativa de las características de canal estimadas sobre la base de estimaciones de características de una pluralidad de canales de transmisión; y recibir y procesar la CSI por un procesador de datos de transmisión para transmisión a partir de la unidad receptora .

9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el suministro de información de estado de canal, CSI, comprende el suministro de estimaciones de relación señal/ruido más interferencias para la pluralidad de canales de transmisión.

10. El procedimiento de la reivindicación 8, que comprende, además, la recepción y la demodulación de un flujo respectivo de símbolos de modulación según un esquema de demodulación particular para proporcionar un flujo de símbolos demodulados.

11. Procedimiento de la reivindicación 8, en el que el suministro de información de estado de canal, CSI, comprende el suministro de información indicativa de modos propios y de valores propios para la pluralidad de canales de transmisión.

12. Procedimiento de la reivindicación 8, en el que la información de estado de canal, CSI, comprende la utilización de un procesamiento de error cuadrático medio mínimo insesgado, UMMSE, para generar la CSI.

13. Procedimiento de la reivindicación 8, en el que la información de estado de canal, CSI, comprende la utilización de un procesamiento de inversión matricial de correlación, CCMI, para generar la CSI.